Reporte de química

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Reporte de química

  1. 1. Nombre: Cristian Pincay Materia: Química Reporte de química Ley periódica 2.1)LA MODERNA LEY PERIODICA Y EL Período 3 = tres órbitas = 8 elementos NUMERO ATOMICO • El cuarto período es más largo, está Los elementos están ordenados por su número formado por dieciocho elementos. atómico creciente, de izquierda a derecha. Comienza por el 1H, sigue con el 2He, 3Li, Período 4 = cuatro órbitas = 18 elementos 4Be, 5B, 6C, 7N, 80, etcétera. • El quinto período es análogo al anterior A cada elemento le corresponde un casillero, y también cuenta con dieciocho donde figuran el correspondiente símbolo y elementos. otros datos, tales como el número atómico, la masa atómica, la distribución de los electrones, Período 5 = cinco órbitas = 18 elementos etcétera. • El sexto período es el más largo de Las filas horizontales se denominan períodos y todos, pues tiene 32 elementos. las columnas verticales reciben el nombre de grupos. Período 6 = seis órbitas = 32 elementos Períodos • El período séptimo es análogo al sexto aunque no se ha producido la cantidad En total existen siete períodos, numerados del 1 necesaria de elementos para al 7 de arriba hacia abajo. completarlo. • En el primer período sólo hay dos Período 7 = siete órbitas = ? elementos elementos: Hidrógeno y Helio. Sus átomos tienen un solo nivel de energía El número del período indica la cantidad de y sus configuraciones electrónicas son l niveles energéticos (órbitas) que tienen los áto- y 2, respectivamente. mos de los elementos que se ubican en dicho período. Así, el H y el He que están en el pe- Período 1 = una órbita = 2 elementos ríodo 1 tienen una sola órbita; el Li al estar en el período 2 cuenta con dos órbitas, etcétera. • En el segundo período hay ocho elementos: Li, Be, B, C, N. O, F y Ne. Grupos Todos ellos tienen completo su primer nivel (2) y van completando el segundo Hay en total 18 grupos, numerados del 1 al 18 nivel del siguiente modo: Li = 2-1, Be de izquierda a derecha. = 2-2, B = 2-3, C = 2-4, N = 2-5, 0 = 2-6, F = 2-7, Ne = 2-8. Periodo 2 = dos órbitas = 8 elementos • En el tercer periodo también hay ocho elementos: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl y Ar. Presentan sus dos primeras órbitas completas (2-8) y los electrones van llenando la tercera órbita. El último elemento es el Ar cuya configuración electrónica es 2-8-8. • Todos los elementos de un mismo grupo presentan igual configuración electrónica externa. Por ejemplo, todos
  2. 2. los elementos del grupo 1 tienen 1 e" En la Tabla Periódica, donde los elementos en su última órbita. están ordenados por sus números atómicos (Z) crecientes, se observa una repetición periódica • Los elementos ubicados en un mismo de las propiedades. Algunas de las propiedades grupo tienen propiedades químicas en las que se muestra dicha periodicidad son el similares y sus propiedades físicas radio atómico, el radio iónico, el potencial de están relacionadas. ionización y la afinidad electrónica. • En el grupo 18 se encuentran los gases 5 inertes (He, Ne, Ar, Kr, Xe, y Rn), también conocidos como gases raros o 5 Radio atómico nobles, que se caracterizan por su inactividad química. El radio atómico es la distancia existente entre el centro del núcleo y la órbita electrónica ex- El número del grupo (para los elementos terna del átomo. representativos) indica: Al comparar los radios atómicos de los • Para los elementos de los grupos 1 y 2, elementos en la Tabla Periódica se observa: la cantidad de electrones en su última órbita. a) En un mismo período de la Tabla Periódica el radio atómico disminuye de izquierda a de- • Para los elementos de los grupos 13 al recha. 17, ocurre lo mismo que los anteriores pero con la segunda cifra del número. Así, en el segundo período se tiene: Por ejemplo, los del grupo 13 tienen 3 electrones en su última órbita, los del Z 3 4 5 6 7 8 9 14 tienen 4, y así sucesivamente. Elemento Li Be B C N O F Clasificación de los elementos según su Radio configuración electrónica atómico 1,52 1,11 0,88 0,77 0,70 0,66 0,64 (A) Sobre la base de su configuración electrónica, los elementos químicos se pueden clasificar en cuatro grupos: Número atómico c Gases inertes: presentan su órbita electrónica En química, el número atómico es el número externa completa con ocho electrones, con entero positivo que es igual al número total de excepción del He, que tiene dos electrones. protones en el núcleo del átomo. Se suele Ocupan el grupo 18 de la Tabla Periódica. representar con la letra Z (del alemán: Zahl, que quiere decir número). El número atómico es O Elementos representativos: son aquellos que característico de cada elemento químico y tienen su órbita externa incompleta. Comprende representa una propiedad fundamental del a los elementos que ocupan los grupos 1, 2, 13, átomo: su carga nuclear. 14, 15, 16 y 17 de la Tabla Periódica. En un átomo eléctricamente neutro (sin carga d Elementos de transición: se caracterizan por eléctrica neta) el número de electrones ha de ser presentar su dos últimas órbitas incompletas. igual al de protones. De este modo, el número Corresponden a esta clase los elementos de los atómico también indica el número de electrones grupos 3 al 12 de la Tabla. y define la configuración electrónica de los átomos. g Elementos de transición interna: son los que presentan sus tres últimas órbitas incompletas. En 1913 Henry Moseley demostró la Constituyen las denominadas tierras raras regularidad existente entre los valores de las (lantánidos y actínidos) ubicadas generalmente longitudes de onda de los rayos X emitidos por al pie de la Tabla. diferentes metales tras ser bombardeados con electrones, y los números atómicos de estos Propiedades periódicas elementos metálicos. Este hecho permitió
  3. 3. clasificar a los elementos en la tabla periódica Listado de elementos químicos por número en orden creciente de número atómico. En la atómico tabla periódica los elementos se ordenan de acuerdo a sus números atómicos en orden creciente. 1. Hidrógeno 47. Plata 2. Helio 48. Cadmio 3. Litio 49. Indio 4. Berilio 50. Estaño 5. Boro 51. Antimonio 6. Carbono 52. Teluro 7. Nitrógeno 53. Yodo 8. Oxígeno 54. Xenón 9. Flúor 55. Cesio 10. Neón 56. Bario 11. Sodio 57. Lantano 12. Magnesio 58. Cerio 13. Aluminio 59. Praseodimio 14. Silicio 60. Neodimio 15. Fósforo 61. Prometio 16. Azufre 62. Samario 17. Cloro 63. Europio 18. Argón 64. Gadolinio 19. Potasio 65. Terbio 20. Calcio 66. Disprosio 21. Escandio 67. Holmio 22. Titanio 68. Erbio 23. Vanadio 69. Tulio 24. Cromo 70. Iterbio 25. Manganeso 71. Lutecio 26. Hierro 72. Hafnio 27. Cobalto 73. Tantalio 28. Níquel 74. Wolframio 29. Cobre 75. Renio 30. Zinc 76. Osmio 31. Galio 77. Iridio 32. Germanio 78. Platino 33. Arsénico 79. Oro 34. Selenio 80. Mercurio 35. Bromo 81. Talio 36. Kriptón 82. Plomo 37. Rubidio 83. Bismuto 38. Estroncio 84. Polonio 39. Itrio 85. Astato 40. Circonio 86. Radón 41. Niobio 87. Francio 42. Molibdeno 88. Radio 43. Tecnecio 89. Actinio 44. Rutenio 90. Torio 45. Rodio 91. Protactinio 46. Paladio 92. Uranio
  4. 4. 93. Neptunio 108.Hasio 94. Plutonio 109.Meitnerio 95. Americio 110.Darmstadtio 96. Curio 111.Roentgenio 97. Berkelio 112.Copernicio 98. Californio 113.Ununtrio 99. Einstenio 114.Ununquadio 100.Fermio 115.Ununpentio 101.Mendelevio 116.Ununhexio 102.Nobelio 117.Ununseptio 103.Lawrencio 118.Ununoctio 104.Rutherfordio 119.Ununennio 105.Dubnio 120.Unbinilio 106.Seaborgio 121.Unbiunio 107.Bohrio 2.2) LA ESTRUCTURA ELECTRONICA DE e = -1.602 x 10-19 Coulomb LOS ATOMOS Y LA LEY PERIODICA Al contar con el valor de e/m y con el de e, fué EL ÁTOMO Y SU ESTRUCTURA posible obtener el valor de m (masa del ELECTRÓNICA electrón) que resultó ser: • PARTÍCULAS SUBATÓMICAS me = 9.1096 x 10-28 g El Electrón El Protón El electrón es una partícula subatómica que El protón es una partícula cargada tiene carga negativa, su descubrimiento deriva positivamente, su estudio se debe en gran parte de los experimentos realizados con Electricidad. a Eugene Goldstein quien realizó experimentos Además Julius Plücker en 1859 realizó con Rayos Catódicos en los cuales se introdujo experimentos con Rayos Catódicos que consiste Hidrógeno gas a baja presión, observando la en lo siguiente: Dos Electrodos se encuentran presencia de Rayos que viajaban en dirección dentro de un tubo sellado de vidrio al que se ha opuesta a los Rayos Catódicos. El llamó a estos extraído casi completamente el aire. Cuando se “Rayos Positivos” Protones. Se determinó la aplica un Voltaje alto a través de los electrodos, relación e/m para el protón resultando ser: emerge un haz de rayos desde el electrodo negativo llamado Cátodo hacia el electrodo e/m = +9.5791 x 104 Coulomb/g positivo llamado Ánodo. A los protones se les asignó el símbolo H+ y se Estos rayos tienen naturaleza negativa, ya que determinó que la carga del protón es igual a la son repelidos por el extremo negativo de del electrón sólo que de signo contrario (+). campos eléctricos (Cátodo) y magnéticos (Sur Magnético). En 1891 Stoney les llamó eH+ = +1.602 x 10-19 Coulomb electrones. Finalmente en 1897 Joseph J. Thomson determinó la relación carga/masa Así mismo, se determinó la masa del Protón (e/m) del electrón estudiando la desviación de siendo ésta de: los rayos Catódicos por los campos eléctrico y magnético. mH+ = 1.6726 x 10-24 g e/m = -1.75 x 108 coulomb/gramo El Neutrón En 1909 Robert A. Millikan determinó la carga En 1932 Chadwik determinó mediante el del electrón que resultó ser: estudio de reacciones nucleares la masa del
  5. 5. Neutrón, el cual no posee carga (Por eso le encontrar a un electrón. El desarrollo de la llamaron Neutrón) siendo ésta de: Teoría Cuántica fue realizado por Plank, Maxwell, Schrödinger, Pauling, Heisenberg, mn = 1.6750 x 10-24 g Einstein, De Broglie y Boltzmann n = neutrón Descripción de los Números Cuánticos: El núcleo Número Cuántico n Principal: Es la parte central del átomo cargada = Proporciona el Nivel y la distancia positivamente: esta compuesto principalmente promedio relativa del electrón al Núcleo. n de las partículas fundamentales llamadas posee valores de 1, 2, 3,.... protones y neutrones. Los electrones se mueven Número Cuántico alrededor del núcleo. El núcleo contiene la Azimutal: l mayor parte de la masa Proporciona el subnivel. cada orbital de un = subnivel dado es equivalente en energía, en ausencia de un campo magnético. l • NÚMERO ATÓMICO (Z) posee valores desde 0 hasta n-1. Número Cuántico Indica el número de protones que tiene un m Magnético: átomo en el núcleo, el cual es igual a la cantidad = Define la orientación del Orbital. m posee de electrones, ya que la materia es valores desde -l pasando por 0 hasta +l eléctricamente neutra. La cantidad de protones varía según el elemento. Número Cuántico de s Spin: = Define el giro del Electrón. s posee valores de +1/2 y -1/2. EJEMPLO: EL Magnesio ( Mg) tiene Z= 12 Principio de Incertidumbre de Heisenberg: • NÚMERO DE MASA (A) “Es imposible determinar simultáneamente la Es la suma del número de protones y neutrones posición exacta y el momento exacto del contenidos en el núcleo. electrón” Principio de Exclusión de Pauli: A = Z + N “Dos electrones del mismo átomo no pueden tener los mismos números cuánticos idénticos y EJEMPLO: El Sodio (Na) tiene Z = 11 y A = por lo tanto un orbital no puede tener más de 23, por lo tanto contiene 11 protones, 11 dos electrones”. electrones y 12 neutrones. El Número máximo de electrones por nivel es 2(n)2 • ISÓTOPOS • CONFIGURACIÓN Son átomos de un mismo elemento que ELECTRÓNICA DE LOS contienen el mismo número de protones y ELEMENTOS electrones, pero diferente número de neutrones. NOTACIÓN ESPECTRAL: Es la • MASA ATÓMICA: representación esquemática de la distribución de los electrones de un átomo, de acuerdo con el Es la masa de un átomo expresada en relación al modelo atómico de Bohr. Los electrones tienden átomo de carbono-12 (12C). a ocupar orbítales de energía mínima. La siguiente figura muestra el orden de llenado de los orbítales. • NÚMEROS CUÁNTICOS Los números cuánticos determinan la región del espacio-energía de mayor probabilidad para
  6. 6. ELECTRONES propiedades que son intermedias entre las de los NI MÁXIMOS metales y no metales representativos, a las filas VE ORBITALES L horizontales de elementos de la tabla periódica POR NIVEL se lo llama periodos, y las columnas verticales de elementos reciben el nombre grupos, o en ocasiones familias de elemento. Por ejemplos, los metales del GRUPO IA, la familia de los metales alcaninos, son los de la primera columna del lado izquierdo de la tabla periódica. 2.4) METALES Y NO METALES Metales Casi todos los metales, a diferencia de los no metales adquieren un lustre metálico brillante • REGLA DE HUND cuando se pulen. Los metales no tienden a combinarse químicamente unos con otros, pero Se aplica la regla de Hund de máxima si reaccionan con los no metales para formar multiplicidad cuando un orbital p, d, o f es muchos y muy variados compuestos. Las ocupado por más de un electrón. Esta regla dice menas comunes de hierro y el aluminio que los electrones permanecen sin aparear con contienen el metal combinado con oxigeno. espines paralelos en orbitales de igual energía, hasta que cada uno de estos orbitales tiene , No metales cuando menos un electrón. Por ejemplo, el diagrama orbital para el fósforo: Entre los no metales se cuentan dos gases muy conocidos, el nitrógeno y el oxigeno, que están presente en la atmosfera. El carbono presente en forma de diamante, grafito y carbón vegetal y el azufre son no metales que pueden encontrarse [ [ 15 y en la naturaleza como sólidos en forma N N P n elemental, no combinada. En los minerales los e] e] o metales están combinados químicamente con no metales como el oxigeno, azufre.ect… Ningún orbital p puede poseer dos electrones 2.5) RADIO ATOMICO hasta que todos los orbitales p tengan un electrón cada uno . El radio atómico representa la distancia que existe entre el núcleo y la capa de valencia (la 2.3) LA TABLA PERIODICA más externa). Por medio del radio atómico es posible determinar el tamaño del átomo. Una tabla periódica, proporciona gran cantidad Dependiendo del tipo de elemento existen de información acerca de los elementos, cada diferentes técnicas para su determinación como uno de los cuales se clasifica como metal , no la difracción de neutrones, de electrones o de rayos X. En cualquier caso no es una propiedad metal o metaloides. Los metales están ala fácil de medir ya que depende, entre otras cosas, izquierda o debajo de la línea diagonal de la especie química en la que se encuentre el escalonada gruesa de la tabla periódica, y los no elemento en cuestión. metales aparecen a su derecha. Observa que hay muchos metales que no metales. Los elementos En los periodos, el radio atómico aumenta con situados al lado de esta línea diagonal se el número atómico, es decir hacia abajo. conocen como metaloides, y poseen ciertas
  7. 7. En los grupos, el radio atomico disminuye al Dentro de cada periodo, la energía de ionización aumentar Z número atómico, hacia la derecha, de los elementos aumenta con el numero debido a la atracción que ejerce el núcleo sobre atómico. los electrones de los orbitales más externos, disminuyendo así la distancia núcleo-electrón. Dentro de un grupo, la energía de ionización de los elementos disminuye conforme el numero El radio atómico puede ser o covalente o atómico aumenta. metálico. El radio covalente es la distancia entre átomos "vecinos" en moléculas. El radio Los elementos mas metálicos (Grupo IA) tienen metálico es la mitad de la distancia entre las energía de ionización más pequeñas. núcleos de átomos "vecinos" en cristales metálicos. Usualmente, cuando se habla de 2.8) AFINIDAD ELECTRONICA radio atómico, se refiere a radio covalente. 2.6) RADIO IONICO La afinidad electrónica (AE) o electroafinidad se define como la energía involucrada cuando un átomo gaseoso neutro en su estado El radio iónico es, al igual que el radio atómico, fundamental (de mínima energía) captura un la distancia entre el centro del núcleo del átomo electrón y forma un ion mononegativo: y el electrón estable más alejado del mismo, pero haciendo referencia no al átomo, sino al . ion. Se suele medir en picómetros (1 Dado que se trata de energía liberada, tiene pm=10-12m) o Angstroms (1 Å=10-10 m). Éste va signo negativo. En los casos en los que la aumentando en la tabla de derecha a izquierda energía sea absorbida, tendrá signo positivo. por los periodos y de arriba hacia abajo por los grupos. La Electroafinidad aumenta cuando el tamaño del átomo disminuye, el efecto pantalla aumenta En el caso de cationes, la ausencia de uno o y cuando el nº atómico disminuye. Visto de otra varios electrones disminuye la fuerza eléctrica manera: aumenta de izquierda a derecha, y de de repulsión mutua entre los electrones abajo hacia arriba, al igual que lo hace la restantes, provocando el acercamiento de los electronegatividad. En la tabla periódica mismos entre sí y al núcleo positivo del átomo tradicional no es posible encontrar esta del que resulta un radio iónico menor que el información. atómico. • O bien el cambio de energía que ocurre En el caso de los aniones, el fenómeno es el cuando un átomo en estado gaseoso contrario, el exceso de carga eléctrica negativa acepta un electrón para formar un ion. obliga a los electrones a alejarse unos de otros para restablecer el equilibrio de fuerzas eléctricas, de modo que el radio iónico es mayor que el atómico Gru 1 1 11 1 1 1 1 1 12 3456 7 8 9 po 0 1 23 4 5 6 7 8 2.7) POTENCIAL DE IONIZACION Peri odo Para extraer un electrón de un átomo neutro se H necesita una cantidad específica de energía H porque los electrones están en niveles de energía e 1 - 2 definidos. La cantidad de energía necesaria para 7 1 extraer un electrón de un átomo gaseoso en su 3 estado basal se llama energía de ionización, esta L B C OF N es la propiedad periódica de los elementos, y es i B e -1 N -1 -3 e una medida de cuan estrechamente están unidos 2 - -2 1 2 7 4 2 2 6 7 los electrones a los átomos. 9 2 1 8 9 0 N C Por ejemplo podemos representar la ionización M A Si S A a P l de un átomo de sodio mediante la ecuación g l -1 -2 r 3 - -7 -3 1 -4 3 0 3 5 2 4 Na + Energía →Na+ + 1e- 9 3 4 0 5 3 9
  8. 8. K S VC NC G S B determinará el comportamiento y las C T F C ZG A K c r M i u e e r propiedades de las moléculas. Esta propiedades a i e o na s r 4 - - - - n -1 -1 -1 -1 -3 dependerán por tanto del tipo de enlace, del 1 - -1 -6 4 -2 -7 3 4 1 56 1 1 1 9 2 número de enlaces por átomo, y de las fuerzas 0 8 6 4 79 8 9 8 8 14 2 8 6 5 5 intermoleculares. R Y Z N MT R R A S S T P C I X bS r bo c u h g In n b e Existen diferentes tipos de enlace químico, d d -2 e 5 - r - - - - - -1 -1 -1 -2 -1 -1 -1 basados todos ellos, como se ha explicado antes -5 3 9 4 4 3487 5 0 1 2 9 1 0 9 en la estabilidad especial de la configuración 4 2 5 1 7 0162 3 1 0 6 6 3 0 electrónica de los gases nobles, tendiendo a C T WR O A P A rodearse de ocho electrónes en su nivel mas Ir Pt H T P R externo. Este octeto electrónico puede ser s B L Ha e s u Bi o t -1 -2 g l b n aquirido por un átomo de diferentes maneras: 6 - a u f - - - -1 -2 -9 -1 -2 5 0 6 -2 -3 4 4 37 1 0 2 1 8 7 1 5 10 5 1 5 19 4 6 3 3 0 • Enlace iónico. F UUU U • Enlace covalente. r R L RD S B H MD R C U U • Enlace metálico. u u u u 7 - a r f b g h s t s g n ut us • Enlaces intermoleculares. q p h o 4 4 Es importante saber, que la regla del octeto es una regla práctica aproximada que presenta numerosas excepciones, pero que sirve para 2.9) ELECTONEGATIVIDAD predecir el comportamiento de muchas sustancias. Que es una medida de la tendencia de un átomo en un enlace covalente a atraer hacia si los CO2, con dos enlaces dobles. electrones compartidos. Los átomos de los elementos más electronegativos son los que En la figura se muestran los 4 electrones de ejercen más atracción sobre los elementos. Se valencia del carbono, creando dos enlaces trata de los elementos, agrupados en la esquina covalentes, con los 6 electrones en el último superior derecha de la tabla periódica, que nivel de energía de cada uno de los oxígenos, presentan la máxima tendencia a ganar cuya valencia es 2. La suma de los electrones de electrones para formar iones negativos. cada uno de los átomos son 8, llegando al octeto. Nótese que existen casos de moléculas con átomos que no cumplen el octeto y son En un periodo de elemento, la estables igualmente. electronegatividad aumenta con el numero atomico. Dentro de un grupo, la electronegatividad disminuye a medida que el numero atomico aumenta. 2.10) LA VALENCIA, REGLA DEL OCTETO La regla del octeto, enunciada en 1917 por Gilbert Newton Lewis, dice que la tendencia de los átomos de los elementos del sistema periódico es completar sus últimos niveles de energía con una cantidad de 8 electrones tal que adquiere una configuración semejante a la de un gas noble, ubicados al extremo derecho de la tabla periódica y son inertes, es decir que es muy difícil que reaccionen con algún otro elemento pese a que son elementos electroquímicamente estables, ya que cumplen con la estructura de Lewis. Esta regla es aplicable para la creación de enlaces entre los átomos, la naturaleza de estos enlaces

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